13C15NMarkierungen

13C15NMarkierungen bezeichnet die Einführung der stabilen Isotopen Kohlenstoff-13 (13C) und Stickstoff-15 (15N) in biomolekulare Bausteine, um deren Herkunft, Struktur oder Stoffwechselwege sichtbar zu machen. Die Marker sind nicht radioaktiv und ermöglichen eine tracking- bzw. quantifizierende Analyse in biochemischen und biomolekularen Anwendungen.

In der Proteomik werden 13C- und 15N-Isotopen häufig durch stabile Isotopenkennzeichnung in Zellkultur oder in synthetischen Aminosäuren eingeführt. In schweren Proteinen steigert sich die Masse, was sich in der Massen- und Fragmentationstechnik deutlich zeigt. Dadurch lassen sich Proteine und deren Veränderung zwischen Bedingungen zuverlässig quantifizieren und identifizieren. SILAC (stable isotope labeling by amino acids in cell culture) ist ein verbreitetes Prinzip, bei dem Zellen mit 13C/15N-markierten Aminosäuren wuchsen, wodurch neu synthetisierte Proteine entsprechend markiert werden.

Neben der Proteomik finden 13C15NMarkierungen in der Metabolomik und der Stoffwechselflussanalyse Anwendung. Durch die Verfolgung der Verwertung markierter Kohlenstoff- und Stickstoffquellen lassen sich Wege der Speicherung, Umwandlung und Netto-Produktbildung in Zellen rekonstruieren. In der Strukturbiologie unterstützen 13C- und 15N-Kennzeichnungen die Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) durch vereinfachte Spektren und erleichterte Kopplungs- und Resonanzzuordnung.

Vorteile der Markierung sind stabile, nicht-radioaktive Marker, klare Massensignale und die Möglichkeit zur direkten Quantifizierung. Herausforderungen umfassen Kosten, potenzielle unvollständige Markierung, isotopische Effekte und den Bedarf an spezialisierten Analysewerkzeugen.

Siehe auch: SILAC, Isotopenmarkierung, Massenspektrometrie, Kernspinresonanzspektroskopie.